最弱受約束電子理論及應(yīng)用

前言

事物的外在是紛繁復(fù)雜的，但其內(nèi)在本質(zhì)則是簡(jiǎn)單的。無(wú)數(shù)科學(xué)的定理、定律、規(guī)律、原理、理論等都證明了這一點(diǎn)。作者在建立最弱受約束電子理論（Weakest Bound Electron Theory，縮寫為WBE Theory）和撰寫本專著的過(guò)程中，始終秉承這一理念，以求到達(dá)事物內(nèi)在本質(zhì)的境地。作者把最弱受約束電子概念引入理論化學(xué)之中，并在波粒二象性之上建立起最弱受約束電子理論。它既滿足全同粒子不可分辨性（indistinguishability）和泡利（Pauli）原理的要求，又突顯了單個(gè)粒子的特性，為粒子間的近似可分離性（separability）找到了理論依據(jù)。量子力學(xué)中精確可解的單電子體系之一——?dú)湓印械碾娮邮求w系的最弱受約束電子，因此，它也應(yīng)該被理論所涵蓋。把波粒二象性統(tǒng)一在電子結(jié)構(gòu)的量子理論中，并再現(xiàn)原子、分子的性質(zhì)和規(guī)律，是一件很難的事情，各種量子理論和方法的提出及發(fā)展都表明了這一點(diǎn)。最弱受約束電子理論目前還只是一個(gè)框架，毫無(wú)疑問(wèn)，它不但要吸納已有量子理論和方法中極其豐富的成果，不斷發(fā)展、完善，而且將借二象性為基礎(chǔ)，使不同的理論和方法相互溝通。作者希望最弱受約束電子理論帶來(lái)新的信息，能為量子理論的發(fā)展和應(yīng)用做出一些貢獻(xiàn)。

內(nèi)容概要

最弱受約束電子理論(WBE Theory)是作者提出并建立起來(lái)的一種新的量子理論。目前，該理論已用于原子性質(zhì)的計(jì)算和指導(dǎo)配位聚合物的分子設(shè)計(jì)，初步展現(xiàn)了該理論的應(yīng)用前景。    全書以最弱受約束電子理論及應(yīng)用為內(nèi)容，分四章敘述。第1章介紹和理論有關(guān)的量子力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)，后三章圍繞理論及應(yīng)用展開。    本專著對(duì)物理、化學(xué)和材料科學(xué)的研究人員和大學(xué)教師有參考價(jià)值。書中新穎的學(xué)術(shù)思想也有可能引起博、碩、本科生和相關(guān)人員的興趣。

作者簡(jiǎn)介

鄭能武，男，1939年11月生，福建省武夷山市（原崇安縣）人，1957年崇安一中畢業(yè)后考入北京大學(xué)化學(xué)系，1963年畢業(yè)（學(xué)制六年），中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師，享受國(guó)務(wù)院政府特殊津貼，主要從事理論無(wú)機(jī)化學(xué)和配位聚合物化學(xué)領(lǐng)域的研究工作，在國(guó)際上首次提出最弱受約束電子理論，撰寫了兩部專著并在國(guó)際著名雜志上發(fā)表了數(shù)十篇研究論文，受到國(guó)內(nèi)外同行的關(guān)注，主講過(guò)《高等無(wú)機(jī)化學(xué)》、《無(wú)機(jī)化學(xué)》課程，和他人合作出版過(guò)5部教材和教學(xué)參考書，出版科普著作4部，曾作為訪問(wèn)教授出訪美國(guó)普渡（Purdue）大學(xué)，1993—1996年任中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)應(yīng)用化學(xué)系系主任、校學(xué)術(shù)委員會(huì)委員、校學(xué)位委員會(huì)委員，曾任馬來(lái)西亞化學(xué)雜志國(guó)際顧問(wèn)委員會(huì)委員（Malaysian J，chem，，Member of International Aclvisaty Board）、南開大學(xué)化學(xué)系兼職教授、安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)兼職教授，指導(dǎo)過(guò)的博、碩士生中有2人獲中國(guó)科學(xué)院院長(zhǎng)獎(jiǎng)，所教學(xué)生遍及海內(nèi)外。

書籍目錄

前言第1章　最弱受約束電子理論的量子力學(xué)基礎(chǔ)-　1.1　波粒二象性　1.2　測(cè)不準(zhǔn)原理　1.3　薛定諤方程　1.4　電子自旋和自旋軌道　1.5　微觀全同粒子的不可分辨性　1.6　泡利原理和周期表　1.7　量子力學(xué)中的近似方法之一——變分法　參考文獻(xiàn)第2章　最弱受約束電子理論（一）  2.1　最弱受約束電子概念  2.2　電離過(guò)程和類似奧夫保過(guò)程互為逆過(guò)程  2.3　最弱受約束電子的單電子哈密頓算符    2.3.1  最弱受約束電子的非相對(duì)論單電子哈密頓算符    2.3.2  電子間磁相互作用的處理    2.3.3　相對(duì)論哈密頓算符  2.4　最弱受約束電子的單電子薛定諤方程  2.5　最弱受約束電子理論的要點(diǎn)　參考文獻(xiàn)第3章  最弱受約束電子理論（二）  3.1　勢(shì)函數(shù)  3.2　徑向方程的求解    3.2.1　球諧函數(shù)    3.2.2  廣義拉蓋爾函數(shù)方法    3.2.3  還原成氫和類氫的形式    3.2.4  廣義拉蓋爾函數(shù)的定義和性質(zhì)    3.2.5  關(guān)于滿足赫爾曼一費(fèi)曼定理的證明  3.3　任意冪次徑向坐標(biāo)算符rk的矩陣元和平均值  3.4　WBEPM理論中散射態(tài)的精確解  3.5　精細(xì)結(jié)構(gòu)的計(jì)算式  3.6　旋一軌耦合系數(shù)的計(jì)算  3.7　關(guān)聯(lián)最弱受約束電子勢(shì)模型理論和斯萊特原子軌函  參考文獻(xiàn)第4章　理論的應(yīng)用  4.1  電離能    4.1.1  引言    4.1.2  等光譜態(tài)能級(jí)系列及系列中電離能的差分定律    4.1.3  電離能的計(jì)算    4.1.4  鑭系離子的4fn電子的逐級(jí)電離能    參考文獻(xiàn)  4.2　能級(jí)    4.2.1  引言    4.2.2　能級(jí)計(jì)算公式    4.2.3　確定參數(shù)的方法    4.2.4  示例　……代表性論著后記

章節(jié)摘錄

插圖：先簡(jiǎn)要地重述一下所謂的奧夫保過(guò)程。為了描述周期表中各種元素的電子結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)變化，化學(xué)家們提出了所謂的奧夫保過(guò)程（Aufbau process），按原子序數(shù)的變化逐個(gè)構(gòu)造周期表中各種元素的電子結(jié)構(gòu)。所謂奧夫保過(guò)程就是從氫原子開始，每次把一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)電子分別加到核和核外適當(dāng)?shù)碾娮觼唽拥能壍乐?，直到?gòu)造出所有元素的正確的電子組態(tài)。具體地說(shuō)，氫原子是由一個(gè)帶單位正電荷的質(zhì)子的原子核和一個(gè)處于最低能態(tài)的1s軌道上的核外電子組成。氫原子的電子組態(tài)是1s1。如果把一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)電子分別加到氫原子核和核外最低能態(tài)的1s軌道上，便可構(gòu)造出周期表中具有1s2電子組態(tài)的第二號(hào)元素氦。若再把一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)電子分別加到氦核和核外最低能態(tài)的空的2s軌道上，便可構(gòu)造出周期表中具有電子組態(tài)1s22s1的第三號(hào)元素鋰原子。如此繼續(xù)下去，遵照最低能量原理和泡利（Pauli）不相容原理，便可造成周期表中所有元素的電子組態(tài)。

后記

多年來(lái)我一直致力于在波粒二象性統(tǒng)一的基礎(chǔ)上建立一種新的量子理論，最弱受約束電子理論就是這種想法的嘗試，現(xiàn)在既然已經(jīng)在原來(lái)沒(méi)有路的地方踩出了一些路的印跡，我希望今后走的人多了會(huì)成為一條路。

編輯推薦

《最弱受約束電子理論及應(yīng)用》由中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社出版。

圖書封面

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